(57)【要約】      （修正有）【課題】対象を運ぶためのグリッパ要素を備えた介護ロボット用のグリッパシステム、及びそのグリッパシステムを備えたロボットを提供する。【解決手段】対象を運ぶための第１のグリッパ要素を備えている、ロボット１のためのグリッパシステム１０であって、第１のグリッパ要素は、対象を支持するための支持平面を有するグリッパハンドと、支持平面に対向するグリッパ親指部とを備えている。さらに、第１のグリッパ要素は、対象が傾かないように受動的に固定されるように、対象の少なくとも一部を配置するために、グリッパハンドとグリッパ親指部との間にスロットを備えている。このグリッパシステムは、上に物品が緩く置かれているトレーまたはプレート２などの対象を保持しつつ移動する際に、特に有利である。【選択図】図１Ａ
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
対象（２）を運ぶための第１のグリッパ要素（１００）であって、前記対象を支持するための支持平面（１１１）を有するグリッパハンド（１１０）と、前記支持平面に対向するグリッパ親指部（１２０）と、前記対象の一部を配置するための、前記グリッパハンドと前記グリッパ親指部との間のスロット（１３０）と、を備えた、第１のグリッパ要素を備えている、ロボット（１）のためのグリッパシステム（１０）であって、前記グリッパシステムが、第２のグリッパ要素（２００）であって、前記第１のグリッパ要素と第２のグリッパ要素との間に前記対象を保持するために前記第１のグリッパ要素（１００）と協働する、第２のグリッパ要素（２００）をさらに備え、前記第２のグリッパ要素（２００）が、前記対象を保持するために離間した２つのグリッパフィンガ（２１０ａ、２１０ｂ）を備え、前記第１のグリッパ要素（１００）の前記グリッパ親指部（１２０）が、前記離間したグリッパフィンガ（２１０）間に係合するための爪（１２２）を備えている、グリッパシステム（１０）。
【請求項２】
前記グリッパハンド（１１０）および／またはグリッパ親指部（１２０）が、第１の制御信号（１５５）を提供するように構成された第１のセンサ（１５０）を備えている、請求項１に記載のグリッパシステム（１０）。
【請求項３】
前記第１のセンサ（１５０）が、光電エミッタ（１５１）とレシーバ（１５２）との組合せを備え、前記第１の制御信号（１５５）が、前記対象（２）の存在を示す、請求項２に記載のグリッパシステム（１０）。
【請求項４】
前記第１のセンサ（１５０）が力覚センサ（１５３）を備え、前記第１の制御信号（１５５）が、前記対象の負荷を示している、請求項２に記載のグリッパシステム（１０）。
【請求項５】
前記グリッパフィンガ（２１０ａ、２１０ｂ）の各々が、第２の制御信号（２５５）を提供するための第２のセンサ（２５３ａ、２５３ｂ）を備えたフィンガ端部（２１１ａ、２１１ｂ）を備えている、請求項１に記載のグリッパシステム（１０）。
【請求項６】
前記第１（１００）および第２（２００）のグリッパ要素が、物品との衝突の検出のための力覚センサを備えた外部表面（１６０、２６０）を備えている、請求項１に記載のグリッパシステム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のグリッパシステム（１０）を備えた、人間をサポートするための、特に産業ロボットまたはサービスロボットであるロボットシステム（１）。
【請求項８】
ドライバ（３００）を制御可能に操作して、第１のグリッパ要素（１００）を第２のグリッパ要素（２００）と係合させ、前記要素間に対象（２）を保持するように構成された制御システム（３００）をさらに備えている、請求項７に記載のロボットシステム（１）。
【請求項９】
制御システム（３００）の制御信号の入力が、第１（１５５）および／または第２（２５５）の制御信号に基づくものである、請求項８に記載のロボットシステム（１）。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、対象を運ぶためのグリッパ要素を備えたロボット用グリッパシステム、および、そのようなグリッパシステムを備えたロボットに関する。これら種類のグリッパシステムは、人間用の介護ロボットに使用される。
【背景技術】
【０００２】
ロボットシステム用のグリップツールは、従来技術において多くの異なる変形例で、長い間知られてきている。既知のグリップツールは、通常、２つのグリッパフィンガを備えており、各グリッパフィンガは、各々が１つのグリッパ端部を有している１つのグリッパあご部を有している。グリッパあご部は、たとえば、線形ガイドに移動可能に締結することができ、これら線形ガイドは、互いに近付くように、また、互いから離れるように移動可能に構築することができる。結果として、線形ガイドに取り付けられた２つのグリッパあご部も、明確に、対象を特に把持して、別の場所に移動し、ふたたび下ろすことができるような方式で、互いに近付き、互いから離れるように移動することができる。そのようなグリッパシステムは、「平行グリッパ（parallel-gripper）」との用語の下で、当業者には既知である。ワークを把持するためのそのようなシステムは、たとえば、特許文献１、特許文献２、または特許文献３から既知である。
【０００３】
たとえば特許文献４に記載された、いわゆる「座屈アームロボット（buckling arm robot）」があり、このロボットの用途は非常に柔軟であり、しばしば、特にモバイル・ロボット・システムで有利に使用される。
【０００４】
近年、グリッパフィンガは、しばしば、機械式グリップツールに限らず、光学カメラ、超音波センサなど、または、マイクなどの他の音響センサ、または熱センサ、力覚センサなど、様々なタイプの電子構成要素およびセンサを含む、高度に複雑なシステムである。そのようなセンサにより、対応するロボットシステムは、グリッパフィンガでその環境を「感じる」か、ロボットシステムの機能には必須であるその環境の特性を検出することができる。
【０００５】
こうして、そのようなロボットシステムは、たとえば、把持される対象が、プラスチックボトルなどのいくらか柔らかい対象であるか、ガラスボトルなどのいくらか硬い対象であるかを独立して確認することができ、また、このロボットシステムはこうして、独立して、かつ柔軟に、グリッパフィンガが対象を把持するために必要な力を最適な値に調節することができる。既存のセンサに応じて、ロボットシステムは、対象のタイプを確認することもできるか、たとえば、把持されることになる対象が死んだ対象であるか生きている対象であるかを識別することができる。近年、そのようなロボットシステムは、複数の他の特性を確認するとともに分析することができる。具体的には、センサによって記録される環境データから独立して知覚することができる知能ロボットシステムも知られており、結果として、これら知能ロボットシステムは、たとえば、最初は未知の環境、または、最初は未知の把持されることになる対象の要請に適合することができる。
【０００６】
このことは、そのようなロボットシステムが大きく異なる構成要素とのデリケートなアセンブリを実施するために使用される場合、または、たとえば、人間が様々な毎日の動作において補助されるものとされる場合に、特に重要である。そのようなロボットシステムが人間と直接相互作用する場合、当然、単純に安全性の理由から、高い感応性のセンサ技術がもっとも重要である。
【０００７】
一方では、移動される対象を把持するために、グリッパ端部は、この対象と接触しなければならず、他方では、グリッパ端部はしばしば、環境を確認し、把持される対象の特性を確認するために必要なセンサを含むことから、グリッパフィンガのグリッパ端部には特別な重要性がある。この理由のために、多くの用途では、グリッパ端部は、各場合において、特に実施されるタスクと、作業環境の特性とのそれぞれ、そしてひいては、最終的に、把持されるとともに移動される対象の特定の特性に対して個別に調整しなければならない。
【０００８】
複数の異なるタスクに関して、１つの同じロボットシステムを使用するために、グリッパ端部を交換可能に設計することは、既知の方法である。たとえば、異なるグリッパ端部のセットを提供することができ、このセットは、たとえば、その把持の幾何学形状、材料、表面処理、センサ技術などを異なるものとすることができ、これらは、実施される特定のタスクに対して最適に適合されている。このため、大きく異なるタスクを、グリッパフィンガのグリッパ端部を交換することのみにより、１つの同じロボットシステムによって実施することができる。
【０００９】
そのようなタスクの１つは、ロボットが人間、特に高齢者と相互作用している場合、コップの水、または薬品などの物品を提供することである場合がある。個人の給仕として、ロボットは、そのような物品をトレーまたはプレートなどの対象上で運ぶことにより、そのような物品を提供する場合がある。そのような物品がトレー上に、通常は緩く置かれていることから、移動している間であっても物品が安定してトレー上に維持されるような方法で、ロボットを対象と相互作用させることが、特に技術的な課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許第０２２３１号明細書
【特許文献２】欧州特許第０９９３９１６号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第２５４８７０６号明細書
【特許文献４】国際公開第０２／０８６６３７号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】
本考案には、記載された種類のグリッパシステムを提供する目的があり、これにより、ロボットが、緩く置かれている物品を支持するトレーを保持しながら移動することを可能にする。この目的は、請求項１に規定される本考案の第１の態様に係るグリッパシステムによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
対象を運ぶための第１のグリッパ要素であって、第１のグリッパ要素が、対象を支持するための支持平面を有するグリッパハンドと、支持平面に対向するグリッパ親指部と、対象の一部を配置するための、グリッパハンドとグリッパ親指部との間のスロットと、を備えている、第１のグリッパ要素を備えているロボット用グリッパシステム。こうして、本考案は、グリッパハンドおよびグリッパ親指部が、それが運ぶ任意の物品を含む対象を、傾かないように、かつ、地面または床に落ちないように、受動的に保持するように設計されているグリッパシステムを提供する。受動的に（passively）とは、本明細書では、単一のグリッパ要素が対象に対して適切に配置された後では、対象が落ちることを防止するために、いずれの外部の力もシステムに供給する必要がないことを意味している。対象がグリッパハンドを越えて延びると、重力により、グリッパハンドの先端に対するモーメントが形成される。有利には、親指部は、スロットの内側の対象のリムが上方に傾くことを防止し、こうして、それが運搬する物品を含む対象がグリッパハンドの支持平面から落ちることを防止するためのロックとして機能する。対照的に、従来技術のグリッパシステムは、第１のフィンガおよび第２のフィンガを提供して、フィンガ間に対象を能動的に締め付けることを教示しており、このため、フィンガが対象を把持した後に適切に締め付けられ続けるようにシステムに力を供給することを教示している。
【００１３】
一実施形態では、グリッパハンドおよび／またはグリッパ親指部は、第１の制御信号を提供するように構成されたセンサを備えている。有利には、制御信号は、第１のグリッパ要素を対象に対して向ける目的のため、および／または、第１のグリッパ要素と第２のグリッパ要素との間に対象を固定するために、第２のグリッパ要素の係合力を制御するために使用される場合がある。
【００１４】
本考案の一実施形態によれば、センサは、光電エミッタとレシーバとの組合せを備え、第１の制御信号が、対象の存在を示す。有利には、センサは、トレーがスロット内に適切に配置されているかを判定するための制御信号を生成することを考慮に入れている。制御信号はこのため、グリッパシステムを再配置するために、ロボットの制御システムにフィードバックを提供する。
【００１５】
別の実施形態では、センサは力覚センサを備え、第１の制御信号は、対象の負荷を示している。有利には、力覚センサは、支持する物品を含むトレーが、スロット内のトレーの最小の傾きに起因してそれにかける圧力を検出する。第１のグリッパ要素と第２のグリッパ要素との間にトレーを保持するために、トレーの頂部側に向かってより大きい力で、第２のグリッパ要素に適切に係合するように、負荷がより大きい制御信号が、ロボット制御システムによって使用され得る。
【００１６】
さらに別の実施形態では、グリッパシステムは、第２のグリッパ要素であって、第１のグリッパ要素と第２のグリッパ要素との間に対象を保持するために、第１のグリッパ要素と協同する第２のグリッパ要素をさらに備えている。有利には、第２のグリッパ要素は、対象の保持を向上させる場合がある。
【００１７】
一実施形態では、第２のグリッパ要素は、対象を保持するために離間した２つのグリッパフィンガを備えている。一実施形態では、第１のグリッパ要素のグリッパ親指部は、離間したグリッパフィンガ間に係合するための爪を備えている。有利には、離間したフィンガは、グリッパ親指部から延び、離間したフィンガと一致するサイズになっている爪と協同する。有利には、フィンガと爪とを係合させることにより、対象が横に傾くことの防止を向上させ、すなわち、グリッパシステムの長手軸周りの傾きを防止する。
【００１８】
一実施形態では、グリッパフィンガは、それぞれ、第２の制御信号を提供するための力覚センサを備えたフィンガ端部を備えている。有利には、第２の制御信号は、対象が安定して把持されているかを判定することを考慮に入れている。安定して把持している状況は、センサによって検出される力が、所定の最小値を超えた際にのみ満たされ得る。一実施形態では、制御信号は、それぞれのグリッパフィンガで検出された力の間の差を示すものである。有利には、それぞれのフィンガにおいてセンサによって検出された力の（動的）差異は、トレーの横の安定性の情報を提供する。特に、ロボットが、トレーの頂部に物品を運搬しつつ、ある位置から別の位置に移動する状況下では、そのような差異の制御信号は、トレーの運搬の安全な動作と、支持される物品の安定した位置とに関するフィードバックを提供し得る。
【００１９】
さらに別の実施形態では、第１のグリッパ要素および第２のグリッパ要素が、物品との衝突の検出のための力覚センサを備えた外部表面を備えている。有利には、外部の表面のこの力覚センサは、ロボットを正し、離すことを可能にする制御信号を提供し、こうして、衝突の事象を避けている。
【００２０】
別の態様によれば、本考案は、本考案の第１の態様に係るグリッパシステムを備えた、人間を支持するための、特に産業ロボットまたはサービスロボットであるロボットシステムを提供する。
【００２１】
一実施形態では、ロボットシステムは、ドライバを制御可能に操作して、要素間に対象を保持するために、第１のグリッパ要素を第２のグリッパ要素と係合させるように構成された制御システムをさらに備えている。一実施形態では、制御システムの制御信号の入力は、第１のグリッパ要素と第２のグリッパ要素とのそれぞれのセンサによって提供された第１の制御信号および／または第２の制御信号に基づくものである。
【００２２】
本考案のこれらおよび他の態様は、以下に記載の実施形態から明らかになるとともに、これら実施形態を参照して説明される。しかし、これら実施形態は、本考案に係る保護の範囲を制限するものとは解釈されない場合があることを理解されたい。これら実施形態は、個別に、および、組み合わせて採用され得る。
【００２３】
本考案のさらなる詳細、特徴、および利点は、図面と関連して、例示的かつ好ましい実施形態の以下の記載に開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】本考案に係るグリッパシステムを使用して、トレーおよびプレートを運ぶロボットの図を概略的に示す。
【図１Ｂ】本考案に係るグリッパシステムを使用して、トレーおよびプレートを運ぶロボットの図を概略的に示す。
【図２Ａ】本考案に係るグリッパシステムの第１のグリッパ要素の実施形態を図式的に示す。
【図２Ｂ】本考案に係るグリッパシステムの第２のグリッパ要素の実施形態を図式的に示す。
【図３Ａ】本考案に係る第１のグリッパ要素の実施形態の側面図を示す。
【図３Ｂ】本考案に係る第１のグリッパ要素の実施形態の正面図を示す。
【図４】本考案に係る第２のグリッパ要素の実施形態の斜視図を示す。
【図５】本考案に係るグリッパシステムを制御するためのロボットの制御システムを示す。
【図６】グリッパシステムの別の実施形態を示す。
【考案を実施するための形態】
【００２５】
当業者には、図中の要素が、単純化および明確化のために示されており、必ずしも一定の比率に拡縮して図示されていないことを理解されたい。たとえば、図中の要素のいくつかの寸法は、本考案の様々な実施形態の理解の向上を助けるために、他の要素に対して誇張されている場合がある。さらに、本明細書における「第１」、「第２」などの用語は、もしあれば、とりわけ、類似の要素間の区別のために使用されるものであり、必ずしも、連続しているか時系列の順番を記載するためのものではない。さらに、詳細な説明および／または実用新案登録請求の範囲における「前方（front）」、「後方（back）」、「頂部（top）」、「底部（bottom）」、「上方（up）」、「下方（down）」、「上（over）」、「下（under）」、「近位（proximal）」、「遠位（distal）」などの用語は、もしあれば、概して、記述的目的のために採用されており、排他的な相対位置を包括的に記載するものでは必ずしもない。やはり、「係合機構（engagement feature）」との用語は、「離脱機構（disengagement feature）」をも構成し得る。したがって、当業者には、そのように使用される前述の用語のいずれも、適切な状況下で相互交換され得、それにより、本明細書に記載の本考案の様々な実施形態が、たとえば、明示的に示されているか別様に記載されたものとは別の構成および／または向きで動作することが可能であることを理解されたい。
【００２６】
図１は、その遠位端にグリッパシステム１０を備えているアームを備えたロボット１を示している。通常の使用のケースでは、サービスロボット１は、高齢者などの人間の利益のために、通常の給仕作業などの介護任務を実施する。そのような作業の１つは、人間に、たとえば、飲料、食品、薬品などの、消耗のための物品（示されていない）、または、たとえば、ペン、ポストカード、ゲームなどの、使用のための物品を提供することである。これら物品は、トレーまたはプレート２の頂部に提供される場合がある。通常は、これら物品は、人の都合よく、その人がそれら物品を集めることを可能にするために、トレー上に固定せずに配置される。特に、ロボット１が離れた位置において物品を集めるときは、ロボットは、それら物品を提供するために、人に向かって移動する必要がある。ロボット１が人に向かって移動すると、そのグリッパシステム１０は、移動している間であっても、物品がトレーの頂部上で安定したままであるような方法で、トレー２をしっかりと保持する場合がある。
【００２７】
このため、図２Ａ、図３Ａ、および図３Ｂに示すように、グリッパシステム１０は、第１のグリッパ要素１００を備えている。通常は、第１のグリッパ要素は、トレーまたはプレートなどの、対象２を支持するための支持平面１１１を提供するグリッパハンド１１０を備えている。対象２は、実用状況下では、支持表面１１１を越えて延び、この支持表面１１１は、その側部またはリム付近でのみ、対象２をサポートする。特に物品が頂部上に配置されている場合に、対象２がグリッパハンド１１０の端部１１２周りで傾くのを防止するために、第１のグリッパ要素１００は、支持平面１１１に対向するように配置されているグリッパ親指部１２０をさらに備えている。グリッパ親指部１２０は、対象２を傾かないように受動的に、すなわち、外部の力を必要とせずに、固定するように設計されている。このため、グリッパ親指部１２０は、スロット１３０が親指部と平面との間に形成されるように、支持平面１１１を越えて延びている。スロット１３０は、対象２の少なくとも一部を収容するのに適切である幅および深さを有している。対象２が挿入されるか、逆に、ロボット１が、対象２を把持するために、そのグリッパシステム１０を配置するように作動すると、少なくとも側部またはリムは、第１のグリッパ要素１００がリフトされる際に、支持平面１１１に面するグリッパ親指部１２０の底部表面１２１によって対象２が傾かないようにブロックされる程度まで、スロット１３０に入る。
【００２８】
第１のグリッパ要素１００が対象２に対して適切に配置されているかを判定するために、第１のグリッパ要素は、第１のセンサ１５０を備えている場合がある。一実施形態では、センサ１５０は、（赤外）発光ダイオードとフォトダイオードとなどの、光電エミッタ１５１とレシーバ１５２との組合せを備えている。エミッタ１５１は、グリッパ親指部１２０の底部表面１２１の近位のスロット１３０内に配置される場合があり、一方、レシーバ１５３は、支持平面１１１の近位で、エミッタ１５１とは反対側に配置される場合がある。対象２がスロット１３０内に挿入されると、対象２は、エミッタ１５１からレシーバ１５２に伝達される光を妨げ、このため、制御信号１５５は、対象２が、スロット１３０内の適切な深さに配置されたことを示す場合がある。制御信号１５５が適切なフィードバックを提供するまで、ロボット１は、制御システム３００およびドライバ４００を通して、対象２に対してグリッパシステム１００を再配置する場合がある−図５を参照。別の実施形態では、センサ１５０は、対象２が押す力を検出するために、グリッパ親指部１２０の底部表面１２１の近位に配置された力覚センサ１５３を備えている場合がある。この場合、制御信号１５５は、力覚センサ１５３によって生成され得、その静的な部分は、トレー上のいずれの物品も含め、トレーの負荷を示している。制御信号１５５の動的な部分は、特に、トレー２を運びながらロボット１が移動している状況下で、グリッパシステム１０によって一旦把持されたトレーの安定性に関する情報を提供する場合がある。さらに別の実施形態では、第１のグリッパ要素１００は、力覚センサ１５３と、光電エミッタ１５１とレシーバ１５２との組合せとの両方を備えている。
【００２９】
最後に、グリッパ親指部１２０は、以下に論じる理由のために、それから延びる爪１２２を備えている場合がある。好ましくは、爪１２２は、支持平面１１１に対して平行に、外側に伸びている。
【００３０】
ここで図２Ｂおよび図４に戻ると、グリッパシステム１０は、第１のグリッパ要素と第２のグリッパ要素との間に対象を固定するために、第１のグリッパ要素と協同することを可能にするように第１グリッパ要素１００に対して配置されている、第２のグリッパ要素２００を備えている場合がある。有利には、第２のグリッパ要素２００は、特にロボットの自動移動の下で、ロボット１によるトレー２を運ぶ安定した動作を向上させる。ドアステップまたは任意の他の凹凸を越えるなどの「途中」の状況は、安定した動作が確立されていないような大きさの、トレー２の動的な振る舞いに繋がる場合がある。トレー２上で運ばれている物品が倒れるかこぼれることを防止するために、第２のグリッパ要素２００は、対象ｗの底部側が第１のグリッパ要素１００の支持平面１１１によって支持されている際に、対象２の頂部側と係合することにより、さらなる安定性を提供する場合がある。このため、第２のグリッパ要素２００は、第２のグリッパ要素の長手軸に沿って延びる２つのグリッパフィンガ２１０ａ、２１０ｂを備えている場合がある。有利には、グリッパフィンガ２１０ａ、２１０ｂは、長手軸に垂直な方向、すなわち、グリッパシステム１０の幅方向に離間している。爪１２２と、離間したフィンガ２１０ａ、２１０ｂとは、フィンガと爪とが、トレー２がグリッパシステム１０の長手軸周りに傾くことを防止するために、第２のグリッパ要素２００が第１のグリッパ要素１００に向かって係合する際に協同するように、調和した寸法とされる場合がある。このため、第２のグリッパ要素２００の閉じた把持位置では、爪１２２は、グリッパフィンガ２１０ａとグリッパフィンガ２１０ｂとの間にタイトにフィットし、それにより、単一の固定表面が形成され、トレー２が長手軸周りに回転することを防止する。
【００３１】
一実施形態では、グリッパフィンガ２１０ａ、２１０ｂの少なくとも１つ、好ましくはフィンガの両方が、センサ２５３を備えている。有利には、センサ２５３によって生成される第２の制御信号２５５は、対象が安定して把持されているかを判定することを考慮に入れている。安定して把持している条件は、センサ（複数の場合もある）によって検出される力が、所定の最小値を超えた際にのみ満たされ得る。そのような最小値未満では、ロボット１の制御システム３００−図５を参照−は、グリッパ要素１００、２００を互いに対して、または、グリッパシステム１０を対象２に対して再配置するために、ドライバ４００を制御する場合がある。
【００３２】
一実施形態では、グリッパフィンガ２１０ａとグリッパフィンガ２１０ｂとの両方が、センサ２５３ａ、２５３ｂを備えており、これらは、それぞれのグリッパフィンガによって検出された力の間の差を示す制御信号２５５を提供するように構成されている。有利には、それぞれのフィンガにおいて、センサ２５３ａ、２５３ｂによって検出された力の（動的）差異は、トレーの横の安定性の情報を提供する。特に、ロボットが、トレーの頂部に物品を運搬しつつ、ある位置から別の位置に移動する状況下で、そのような差異の制御信号は、トレーの運搬の安全な動作と、支持される物品の安定した位置とに関するフィードバックを提供し得る。やはり、制御システム３００は、ドライバ４００を通してグリッパシステム１０を操作して、第１のグリッパ要素１００と第２のグリッパ要素２００との係合を向上させ、ひいては、プレート２の運搬を安定化させ得る。代替的には、制御システム３００は、トレー２上に運搬された物品を安定させるために、ロボットの直進速度または回転速度に影響する場合がある。
【００３３】
グリッパシステム１０が、特定の作業を実施するために、適切な寸法になるような物理的サイズである場合があるが、トレーを運ぶなどの給仕任務のケースでは、グリッパハンド１１０の長さは、７ｃｍなどの、５ｃｍから１５ｃｍの範囲内にある。そして、グリッパハンドの幅は、通常、６ｃｍなどの、４ｃｍから１２ｃｍの範囲内にある。スロット１３０は、運ばれる対象の高さにフィットするように適切に選択され得る。トレーの場合、１ｃｍから２ｃｍのスロット幅が適切である。グリッパ親指部１２０は、第１のグリッパ要素１１０の基部から、グリッパハンド１１０を越えて上に延びる場合があり、それにより、スロット１３０の深さが、２ｃｍなどの、１ｃｍから５ｃｍの範囲内にあるようになっている。第１のグリッパ要素１００の、その基部からグリッパハンド１１０の先端までの全体の長さは、このため、通常は約１２ｃｍである。第１のグリッパ要素１００の、グリッパハンド１１０の底部／裏面側からグリッパ親指部１２０の頂部側までの全体の厚さは、運搬される対象２のサイズの設計の検討事項からの結果であるが、トレーに関しては、通常、約５ｃｍから７ｃｍである。第２のグリッパ要素２００の寸法は、第１のグリッパ要素１００の寸法と同等である。たとえば、その全体の長さが約８ｃｍであり、その全体の幅が６ｃｍである場合がある。グリッパフィンガ２１０は、１ｃｍから２ｃｍ離間している場合があり、一方、グリッパ親指部１２０の爪１２２は、離間したフィンガと一致するサイズである場合がある。グリッパフィンガ２１０は、フィンガの遠位部が、第２のグリッパ要素２００の長手軸に対して１１０度から１２０度の間のような角度をつけるようになっている屈曲部を備えている場合がある。有利には、これは、第１のグリッパ要素と第２のグリッパ要素との間での対象２の固定を向上させることを考慮している。同様に、第１のグリッパ要素１００の支持平面１１１は、第１のグリッパ要素の長手軸に対して、１０度から３０度の間のような角度が付けられている場合がある。有利には、これは、グリッパ要素を、把持される対象２の対象表面に対して適切に向けることを考慮している。
【００３４】
各実施形態では、第１のグリッパ要素１００の基部と第２のグリッパ要素２００の基部とは、ロボット１の遠位アーム端部にグリッパシステムを相互交換可能に接続することを可能にするために、それぞれの接続要素１４０、２４０−図２参照−に接続されている場合がある。
【００３５】
第１のグリッパ要素１００および第２のグリッパ要素２００は、柔らかいライニングで囲まれた構造的なコアを備えている場合がある。例として、コアは、対象２を運ぶ際のテンションおよびストレスに適合することを可能にするために、硬質ＡＢＳプラスチックを備えている場合がある。さらに、コアは、センサ１５０、２５０への電気接続を配置する場合がある。さらなる例として、柔らかいライニングは、人間と機械との相互作用のために好ましい触感の特性に適合する、ポリウレタンのショアを備えている場合がある。対象と人間との安全な相互作用に適合するために、第１のグリッパ要素（１００）および第２のグリッパ要素（２００）の外縁部は丸くなっている場合がある。さらに、第１のグリッパ要素１００の底部および側部表面１６０、ならびに、第２のグリッパ要素２００の頂部および側部２６０など−図６を参照−のグリッパシステム１０の外側表面上の柔らかいライニングは、対象または人間との衝突の事象を示す制御信号を提供するように構成された柔軟な力覚センサを備えている場合がある。結果として、ロボット１の制御システム３００は、制御信号に基づき、衝突の事象を避けるような方向にグリッパシステム１０を操舵する場合がある。
【００３６】
本考案を、上述の各実施形態を参照して説明されてきたが、代替的実施形態が、同じ目的を達成するために使用され得ることは明らかである。したがって、本考案の範囲は、上述の実施形態には限定されない。
【００３７】
例として、センサ１５０は、光電エミッタ１５１とレシーバ１５２との組合せを備え得、ここで、エミッタは支持平面１１１の近位のスロット１３０内に配置され、一方、レシーバは、グリッパ親指部１２０の底部表面１２１の近位のスロット１３０内に配置される。別の例として、センサ１５０は、光電エミッタとレシーバとの組合せを、単一の統合されたユニットに備え得、それにより、そのユニットが支持平面１１の近位か底部表面１２１の近位かのいずれかのスロット１３０内に配置されるようになっている。この場合、センサ１５０は、透過モードよりむしろ反射モードで動作し得る。このモードでは、対象２は、対象２の表面反射特性とグリッパシステム１０の表面反射特性との差から、受信される光の低減によって検出され得る。代替的には、対象２の存在は、センサ１５０によって放出および受領される光パルスの飛行時間の検出に基づいて判定され得る。さらに別の例では、第１のグリッパ要素１００は、対象２の存在を検出するために、２つ以上のセンサ１５０をスロット１３０内に備えている場合がある。好ましくは、少なくとも２つのセンサが、スロット１３０内の対象２の適切な配置を判定するために、スロット１３０の両側の縁部に−図３Ｂに示すように−配置されている。プレートまたはトレーのリムのみがスロット１３０内に入ることから、第１のグリッパ要素１００の向きは、対象２をグリッパシステム１０内に最適に固定するために、スロット１３０の背部が、トレーのリムに対して実質的に平行になるように調整する必要がある場合がある。さらに別の例では、把持要素１００内のセンサ１５０によって提供される制御信号１５５の動的な部分も、グリッパシステム１０内のおけるグリッパ要素１００、２００の係合を向上させ、かつ／または、ロボット１の直進または回転の速度などの、ロボット１の自動の特性に影響するために、制御システム３００によって使用される場合がある。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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